Page 89 - 海河堤防建设及中小河流治理

第三章 农田水利堤防工程建设

集和感知该地块的土壤含水量、土壤温度、灌溉时田间水位、灌溉流量、空气温
湿度、空气风速、降雨量等信息。
通信组网。考虑到受田间条件限制，不宜布设光纤或电缆，田间各类传感器

与控制器间的组网采用 ZigBee 无线传感器网络，控制器与远程决策监控平台间
的组网采用 GPRS 无线网络。ZigBee 具有短距离、低成本、低功耗的特点，主
要适合应用于监控点密集又难于布线的场合；而 GPRS 网络不受通讯距离的限制，
通信可靠并使底层的 ZigBee 网络与 Internet 网络实现可靠的数据传输。ZigBee

无线传感器网络与 GPRS 无线网络两者优势互补，可以实现大范围的农田数据
监测。
供电系统。考虑到田间不宜布设线缆，田间传感器与 ZigBee 无线模块由于
运行功耗低，采用高性能锂电池供电；控制器、GPRS 无线模块、气象监测站采

用太阳能板供电。电磁流量计安装在水泵附近，共用水泵电源。
（二）控制灌溉单元
控制灌溉单元主要包括智能灌溉控制器以及水泵、电磁阀和闸门的控制，系
统采用无线控制的方式实现水泵、电磁阀、闸门的开启和关闭。通过水泵控制器

和电磁阀控制器实现对水泵、电磁阀的控制，闸门的控制则需外置启闭电机，通
过控制启闭电机实现对闸门开关的控制。智能灌溉决策平台通过 GPRS 无线发送
执行命令至田间现场灌溉控制器，现场控制器对执行命令进行识别后，通过缆线
传输下达给水泵控制器、电磁阀控制器和闸门控制器，实现对水泵启停、电磁阀

闭合、闸门启闭的控制，进而实现灌溉的自动控制。为防止系统故障、现场干扰
等因素影响实际灌溉效果，现场灌溉控制器同时具有现场人工控制操作功能，优
先权高于自动控制。现场控制器同时实时监测水泵、电磁阀的开关状态和闸门的
开度状态，并反馈至灌溉决策平台，实现闭环反馈，利于科学决策。

（三）智能决策监控平台单元
决策监控平台单元包括硬件和软件两部分组成。平台硬件部分主要为服务器、
存储设备、网络设备、UPS、GPRS 接收设备等，平台软件主要包括信息采集软件、
决策分析软件、应用管理软件等。

平台信息采集。利用 GPRS 无线网络和平台采集软件实现对田间现场智能控
制器采集到的土壤容积含水率、土壤温度、灌溉时田间水位、灌溉流量和田间气
候等信息的实时接收；同时对水泵启停、电磁阀开关、闸门开度等工况状态信息

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